化工儀器網(wǎng)首頁(yè)>資訊中心>項(xiàng)目成果>正文

超快充水系鋅離子電池研究新突破
2024年06月17日 11:03:48 來源：化工儀器網(wǎng) 點(diǎn)擊量：8019

武漢理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院麥立強(qiáng)教授團(tuán)隊(duì)與合作者提出了一種基于鋅離子介導(dǎo)催化作用實(shí)現(xiàn)超快充電池的新機(jī)制，研制出超高功率、本質(zhì)安全的水系鋅離子電池，這為下一代超快充電池開發(fā)應(yīng)用提供了新的理論基礎(chǔ)和技術(shù)路徑。

　　【化工儀器網(wǎng) 項(xiàng)目成果】隨著全球?qū)稍偕茉葱枨蟮娜找嬖鲩L(zhǎng)，開發(fā)高性能、低成本、環(huán)境友好的儲(chǔ)能技術(shù)成為科技領(lǐng)域的迫切任務(wù)。水系鋅離子電池作為鋰離子電池的重要替代品，憑借其資源豐富、成本低廉、安全性高等優(yōu)勢(shì)，近年來受到科研界的廣泛關(guān)注。然而，如何提高其充電速度并保持電池穩(wěn)定性，一直是制約其商業(yè)化應(yīng)用的關(guān)鍵難題。
 
　　近日，我國(guó)在超快充水系鋅離子電池領(lǐng)域取得了重大研究進(jìn)展——武漢理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院麥立強(qiáng)教授團(tuán)隊(duì)與合作者提出了一種基于鋅離子介導(dǎo)催化作用實(shí)現(xiàn)超快充電池的新機(jī)制，研制出超高功率、本質(zhì)安全的水系鋅離子電池，這為下一代超快充電池開發(fā)應(yīng)用提供了新的理論基礎(chǔ)和技術(shù)路徑。
 
　　據(jù)了解，這項(xiàng)研究成果已經(jīng)發(fā)表在國(guó)際頂級(jí)期刊《自然·催化》上，標(biāo)志著武漢理工大學(xué)在新能源材料與器件研究領(lǐng)域的又一次重大貢獻(xiàn)。麥立強(qiáng)教授團(tuán)隊(duì)與新西蘭奧克蘭大學(xué)、美國(guó)阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室以及浙江大學(xué)的合作研究者共同完成了這一創(chuàng)新性的研究。
 
　　水系鋅離子電池，作為一種以水作為電解液的新型儲(chǔ)能技術(shù)，具有安全、快充、成本低廉和環(huán)境友好等顯著優(yōu)勢(shì)。然而，傳統(tǒng)離子穿梭模型反應(yīng)速率受限于菲克第二定律的極限，難以實(shí)現(xiàn)倍率性能的突破，這一直是制約水系鋅離子電池進(jìn)一步發(fā)展的國(guó)際難題。
 
　　麥立強(qiáng)教授團(tuán)隊(duì)針對(duì)這一難題，創(chuàng)新性提出了離子介導(dǎo)催化存儲(chǔ)理論。他們發(fā)現(xiàn)，通過調(diào)控電極材料和電解液中的陽(yáng)離子對(duì)溶劑鞘層水的吸附，可以顯著影響水裂解的反應(yīng)速率和產(chǎn)物，從而實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)超傳統(tǒng)電池反應(yīng)速率的快充性能。這一發(fā)現(xiàn)不僅合理解釋了水系鋅離子電池的快充性能反常，也為未來電池技術(shù)的創(chuàng)新提供了新的思路。
 
　　基于這一新機(jī)制，麥立強(qiáng)教授團(tuán)隊(duì)通過三維多孔石墨烯氣凝膠限域氮化釩納米簇的設(shè)計(jì)，成功實(shí)現(xiàn)了催化模型預(yù)測(cè)的超快充和超高倍率性能。在實(shí)驗(yàn)中，該水系鋅離子電池在300A/g的高電流密度下，電池比容量達(dá)到了577.1mAh/g，這一性能表現(xiàn)遠(yuǎn)超傳統(tǒng)電池，標(biāo)志著超快充水系鋅離子電池研究取得了重大進(jìn)展。
 
　　業(yè)內(nèi)專家表示，麥立強(qiáng)教授團(tuán)隊(duì)的研究成果不僅為電池快充技術(shù)提供了新的理論依據(jù)，也為促進(jìn)材料科學(xué)、電化學(xué)、儲(chǔ)能科學(xué)、能源轉(zhuǎn)化科學(xué)的交叉融合提供了新的研究范式。這一突破性的進(jìn)展有望推動(dòng)水系鋅離子電池在電動(dòng)汽車、智能手機(jī)、可穿戴設(shè)備等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，為實(shí)現(xiàn)我國(guó)“雙碳”目標(biāo)提供重要支撐。
 
　　隨著全球?qū)η鍧嵞茉春涂沙掷m(xù)發(fā)展的高度關(guān)注，新型儲(chǔ)能技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用已成為各國(guó)競(jìng)相爭(zhēng)奪的戰(zhàn)略制高點(diǎn)。武漢理工大學(xué)麥立強(qiáng)教授團(tuán)隊(duì)在超快充水系鋅離子電池新機(jī)制研究方面的突破，無疑為我國(guó)在全球新能源領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)中贏得了重要先機(jī)。我們有理由相信，在不久的將來，這一研究成果將在實(shí)際應(yīng)用中展現(xiàn)出更大的價(jià)值和潛力。
 
　　(資料來源：科技日?qǐng)?bào))
關(guān)鍵詞

相關(guān)閱讀 Related Reading

查看更多+

  • 新一代微電源解決方案問世 我國(guó)成功研制碳-14核電池

    西北師范大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)聯(lián)合無錫貝塔醫(yī)藥科技有限公司成功研制了國(guó)內(nèi)首款C-14核電池——“燭龍一號(hào)”工程樣機(jī)。
    2025-03-17 13:13:58

  • 總產(chǎn)值超1.2萬億！2024年全國(guó)鋰離子電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展勢(shì)頭強(qiáng)勁

    2024年我國(guó)鋰電池總產(chǎn)量1170GWh，同比增長(zhǎng)24%，行業(yè)總產(chǎn)值超過1.2萬億元。
    2025-02-28 10:18:13

  • 固態(tài)電池是大勢(shì)所趨 小批量生產(chǎn)或?qū)⒂?027年前實(shí)現(xiàn)

    目前固態(tài)電池的主要發(fā)展方向是以硫化物電解質(zhì)為主體電解質(zhì)匹配高鎳三元正極和硅碳負(fù)極的技術(shù)路線。性能目標(biāo)是能量密度400瓦時(shí)/公斤、循...
    2025-02-24 13:43:57

  • 刷新世界紀(jì)錄！鈣鈦礦太陽(yáng)能電池效率實(shí)現(xiàn)新突破

    浙江白馬湖實(shí)驗(yàn)室與蘇州大學(xué)聯(lián)合團(tuán)隊(duì)研發(fā)的小面積單結(jié)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池，穩(wěn)態(tài)效率達(dá)到26.81%，刷新了世界紀(jì)錄。
    2025-02-19 13:22:06

  • 八部門聯(lián)合印發(fā)《新型儲(chǔ)能制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展行動(dòng)方案》

    近日，為加速推動(dòng)新型儲(chǔ)能制造業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展，工業(yè)和信息化部等八部門聯(lián)合印發(fā)了《新型儲(chǔ)能制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展行動(dòng)方案》。方案提出，到20...
    2025-02-18 11:28:57

  • 我國(guó)科研團(tuán)隊(duì)成功制備高效率柔性太陽(yáng)能電池

    華中科技大學(xué)武漢光電國(guó)家研究中心邵明教授、張新亮教授團(tuán)隊(duì)成功實(shí)現(xiàn)了兼具優(yōu)異的機(jī)械柔韌性和高光電轉(zhuǎn)換效率的可拉伸太陽(yáng)能電池，為可穿戴...
    2025-02-12 11:16:28

版權(quán)與免責(zé)聲明

  • ①凡本網(wǎng)注明“來源：化工儀器網(wǎng)”的所有作品，均為浙江興旺寶明通網(wǎng)絡(luò)有限公司-化工儀器網(wǎng)合法擁有版權(quán)或有權(quán)使用的作品，未經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)不得轉(zhuǎn)載、摘編或利用其他方式使用上述作品。已經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)使用作品的，應(yīng)在授權(quán)范圍內(nèi)使用，并注明“來源：化工儀器網(wǎng)”。違反上述聲明者，本網(wǎng)將追究其相關(guān)法律責(zé)任。
  • ②本網(wǎng)轉(zhuǎn)載并注明自其他來源（非化工儀器網(wǎng)）的作品，目的在于傳遞更多信息，并不代表本網(wǎng)贊同其觀點(diǎn)和對(duì)其真實(shí)性負(fù)責(zé)，不承擔(dān)此類作品侵權(quán)行為的直接責(zé)任及連帶責(zé)任。其他媒體、網(wǎng)站或個(gè)人從本網(wǎng)轉(zhuǎn)載時(shí)，必須保留本網(wǎng)注明的作品第一來源，并自負(fù)版權(quán)等法律責(zé)任。
  • ③如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)等問題，請(qǐng)?jiān)谧髌钒l(fā)表之日起一周內(nèi)與本網(wǎng)聯(lián)系，否則視為放棄相關(guān)權(quán)利。
第四屆半導(dǎo)體超精密分析技術(shù)及應(yīng)用線上研討會(huì)
關(guān)閉